簡雯潔（台灣大學地理環境資源系碩士生）
有團體使用海洋中的廢塑膠來再製塑膠瓶，希望大家重視海洋塑膠垃圾議題（圖片來源：Skip to my lou）
（圖片來源：Discovery Communications） 海洋塑膠垃圾對環境的影響
進入海洋之後，塑膠產品以各種各樣的形貌，持續存在於海洋環境中，這些塑膠垃圾碎屑所產生的影響，涉及許多面向，包括環境生態、環境毒理、公共衛生、以及經濟發展等等，以下將分為六個細項說明。
1. 漂浮塑膠垃圾中的污染物：生態毒性
塑膠顆粒和塑膠碎片，是海洋和水生環境中異源雌激素、持久性有機污染物（POPs）以及重金屬的來源和匯聚之地。漂浮的海洋塑膠碎片被發現可做為一種固態萃取介質，有從水體中吸附和集中污染物的特性，具有類似於污染物被沉積物顆粒吸附的功能。塑膠碎片存在海洋生物隨處可及的海水表面或附近，吸附水體中的污染物，同時暴露於被雨水洗出而落入大海的空氣污染物中[1]。學者發現[2]，超過 50 % 的塑膠碎屑含有多氯聯苯（PCBs）、40 % 含有有機氯農藥、以及將近 80 % 含有多環芳烴（PAHs），且這些污染物在塑膠碎屑中的水平，比預期在水中的濃度還要高出很多，而在其中發現的多氯聯苯和多環芳烴類型，和在海洋沉積物中發現的相似。但和沉積物不同的是，這些顆粒仍然可以被生物攝食，提供污染物進入海洋食物鏈的另一條途徑，構成了生態毒性問題。
此外，許多商業使用上的塑膠聚合物具有高濃度的生物活性單體添加劑，會根據環境條件加快或減慢濾出速度，例如UV穩定劑、軟化劑、阻燃劑、非黏著化合物以及著色劑。據估計，一個完整的塑膠製品是由約 50 % 的填料、增強劑和添加劑所構成。這些含有污染物的塑膠顆粒會透過海洋生物的攝取而進入生物體內，其中許多汙染物被認為是內分泌干擾物（或稱環境荷爾蒙），這些內分泌干擾物具有結合雌激素和雄激素受體的能力，被生物攝取後，將影響生物族群結構與數量，進而影響整個海洋生態。這樣的情形對所有海洋物種的健康造成風險，甚至進而危害以海鮮為食的人類健康，特別是對嬰幼兒產生潛在影響等生態毒性，開始受到研究上的關切。
2. 塑膠垃圾危害動物健康：動物被塑膠品纏繞與誤食塑膠
目前的研究中，已經發現海洋中的塑膠垃圾，會透過被攝食、纏結，而對海鳥、哺乳動物、海龜和底棲生物造成直接影響。在早期，關於海洋塑膠垃圾對於生態影響的研究，主要著重在較大型塑膠垃圾的威脅。海洋生物被海中的大型塑膠品纏繞住，使之因溺水、絞死、被拖動和攝食效率的減低而死亡，例如那些漁業行為時不小心遺落或刻意被丟棄的漁網，一直存在於海洋中捕撈和破壞海洋資源，就被稱為「鬼網（ghost nets）」。據估計，在 1980 年代，北太平洋每年約有 10 萬隻海洋哺乳動物死於糾纏的塑膠網和魚線。
除了大型塑膠垃圾，海洋中的微型塑膠碎屑更是近年來備受關注的重點。在崩解成為小尺寸的塑膠碎屑之後，其形狀和顏色尺寸等變化非常重要，因為這些微小的碎片會被海洋生物和海鳥誤認為食品而誤食。由於塑膠可以被形塑成任何形狀，薄塑膠袋在水中充滿後看起來就像透明水母，因而經常被海龜，特別是極度瀕危的棱皮龜食用[3]。在鳥類攝入塑膠垃圾的例子中，則以信天翁最為常見，信天翁有著多樣化的飲食和彈性的覓食策略，然而其靈活的捕食策略可能導致他們的覓食效率降低，因為他們通常攝入大量的塑膠，甚至進而以塑膠餵食牠們的幼鳥。塑膠的攝入會導致消化道的堵塞、減少正常食物的攝取、產生飢餓被填飽的錯覺，以及有毒化合物的潛在暴露風險，可能導致其因飢餓而死或是因器官阻塞死亡，甚至是中毒死亡，雖然已經證實塑膠攝入對幼鳥的成長率有不利影響，但目前還不清楚多少程度的死亡率是由塑膠攝入造成的。
3. 沉積到海底的塑膠碎屑與其影響
由於多數塑膠製品是中性浮力（小於 0.1 克/毫升海水密度），如果有足夠的沙粒夾在其細縫中，或附著了夠重的結垢物質，可能會使某些塑膠碎屑下沉到海底，形成海底沉積物的一部分。許多海洋中的塑膠碎屑材料是由包裝薄膜構成，若在海底高密度累積，可能會干擾「二氧化碳的封存」[4]，或是抑制上覆水域和沉積物孔隙水之間的氣體交換等作用，而對底棲生物造成直接影響，干擾或扼殺這些住在沉積物中的居民，並改變底棲生物的物種結構組成。
4. 影響固著生物的擴散與物種組成
由石油提煉出的塑膠聚合物不容易被生物降解，並且長期而緩慢地存在於海洋中，因此，它們提供許多軟體生物和浮游生物生長的基質，並可能成為比船體或壓艙水更強效的外來入侵物種擴散機制。舉例來說，目前有研究認為海洋中的漂浮塑膠垃圾碎屑，和一種大藤壺（Perforatus perforates）族群分布範圍的向北擴展有關[5]。而在北太平洋環流中心處的太平洋垃圾帶，這些海洋中的塑膠碎屑是如此之多，也可能改變固著生物的種類組成。
5. 破壞海灘的旅遊價值與景觀
乾淨的沙灘是遊客尋求的最重要旅遊特徵之一。從海洋中被潮水推送上岸的塑膠垃圾碎屑，侵犯了世界各地的海灘，使得前往沙灘的經驗貶值，對旅遊業帶來嚴重的影響，包括觀光天數的虧損、休閒旅遊基礎設施損壞、造成旅遊地商業活動的損失、損害漁業活動以及破壞度假景點的旅遊形象。除此之外，在沙灘沉積物中發現的醫療廢物、塑膠尿布等等衛生垃圾，也有危害公共健康的疑慮。
6. 對於漁業經濟與人身安全的影響
海洋塑膠垃圾捲入船舶的構造之中，危害船員安全同時使船隻損壞，可能釋放出更多塑膠碎片。日本船隻因此遭受明顯損壞，估計造成日本漁船經濟一年損失 66 億日元（約 20 億台幣）；而 2005 年美國海岸防衛隊指出，漂浮和水下的塑膠物體造成 269 起划船事故，其中造成 15 人死亡，116 人受傷和 300 萬美元（約 9000 萬台幣）的財產損失。
進入海洋之後，塑膠產品以各種各樣的形貌，持續存在於海洋環境中，這些塑膠垃圾碎屑所產生的影響，涉及許多面向，包括環境生態、環境毒理、公共衛生、以及經濟發展等等，以下將分為六個細項說明。
1. 漂浮塑膠垃圾中的污染物：生態毒性
塑膠顆粒和塑膠碎片，是海洋和水生環境中異源雌激素、持久性有機污染物（POPs）以及重金屬的來源和匯聚之地。漂浮的海洋塑膠碎片被發現可做為一種固態萃取介質，有從水體中吸附和集中污染物的特性，具有類似於污染物被沉積物顆粒吸附的功能。塑膠碎片存在海洋生物隨處可及的海水表面或附近，吸附水體中的污染物，同時暴露於被雨水洗出而落入大海的空氣污染物中[1]。學者發現[2]，超過 50 % 的塑膠碎屑含有多氯聯苯（PCBs）、40 % 含有有機氯農藥、以及將近 80 % 含有多環芳烴（PAHs），且這些污染物在塑膠碎屑中的水平，比預期在水中的濃度還要高出很多，而在其中發現的多氯聯苯和多環芳烴類型，和在海洋沉積物中發現的相似。但和沉積物不同的是，這些顆粒仍然可以被生物攝食，提供污染物進入海洋食物鏈的另一條途徑，構成了生態毒性問題。
此外，許多商業使用上的塑膠聚合物具有高濃度的生物活性單體添加劑，會根據環境條件加快或減慢濾出速度，例如UV穩定劑、軟化劑、阻燃劑、非黏著化合物以及著色劑。據估計，一個完整的塑膠製品是由約 50 % 的填料、增強劑和添加劑所構成。這些含有污染物的塑膠顆粒會透過海洋生物的攝取而進入生物體內，其中許多汙染物被認為是內分泌干擾物（或稱環境荷爾蒙），這些內分泌干擾物具有結合雌激素和雄激素受體的能力，被生物攝取後，將影響生物族群結構與數量，進而影響整個海洋生態。這樣的情形對所有海洋物種的健康造成風險，甚至進而危害以海鮮為食的人類健康，特別是對嬰幼兒產生潛在影響等生態毒性，開始受到研究上的關切。
2. 塑膠垃圾危害動物健康：動物被塑膠品纏繞與誤食塑膠
目前的研究中，已經發現海洋中的塑膠垃圾，會透過被攝食、纏結，而對海鳥、哺乳動物、海龜和底棲生物造成直接影響。在早期，關於海洋塑膠垃圾對於生態影響的研究，主要著重在較大型塑膠垃圾的威脅。海洋生物被海中的大型塑膠品纏繞住，使之因溺水、絞死、被拖動和攝食效率的減低而死亡，例如那些漁業行為時不小心遺落或刻意被丟棄的漁網，一直存在於海洋中捕撈和破壞海洋資源，就被稱為「鬼網（ghost nets）」。據估計，在 1980 年代，北太平洋每年約有 10 萬隻海洋哺乳動物死於糾纏的塑膠網和魚線。
除了大型塑膠垃圾，海洋中的微型塑膠碎屑更是近年來備受關注的重點。在崩解成為小尺寸的塑膠碎屑之後，其形狀和顏色尺寸等變化非常重要，因為這些微小的碎片會被海洋生物和海鳥誤認為食品而誤食。由於塑膠可以被形塑成任何形狀，薄塑膠袋在水中充滿後看起來就像透明水母，因而經常被海龜，特別是極度瀕危的棱皮龜食用[3]。在鳥類攝入塑膠垃圾的例子中，則以信天翁最為常見，信天翁有著多樣化的飲食和彈性的覓食策略，然而其靈活的捕食策略可能導致他們的覓食效率降低，因為他們通常攝入大量的塑膠，甚至進而以塑膠餵食牠們的幼鳥。塑膠的攝入會導致消化道的堵塞、減少正常食物的攝取、產生飢餓被填飽的錯覺，以及有毒化合物的潛在暴露風險，可能導致其因飢餓而死或是因器官阻塞死亡，甚至是中毒死亡，雖然已經證實塑膠攝入對幼鳥的成長率有不利影響，但目前還不清楚多少程度的死亡率是由塑膠攝入造成的。
3. 沉積到海底的塑膠碎屑與其影響
由於多數塑膠製品是中性浮力（小於 0.1 克/毫升海水密度），如果有足夠的沙粒夾在其細縫中，或附著了夠重的結垢物質，可能會使某些塑膠碎屑下沉到海底，形成海底沉積物的一部分。許多海洋中的塑膠碎屑材料是由包裝薄膜構成，若在海底高密度累積，可能會干擾「二氧化碳的封存」[4]，或是抑制上覆水域和沉積物孔隙水之間的氣體交換等作用，而對底棲生物造成直接影響，干擾或扼殺這些住在沉積物中的居民，並改變底棲生物的物種結構組成。
4. 影響固著生物的擴散與物種組成
由石油提煉出的塑膠聚合物不容易被生物降解，並且長期而緩慢地存在於海洋中，因此，它們提供許多軟體生物和浮游生物生長的基質，並可能成為比船體或壓艙水更強效的外來入侵物種擴散機制。舉例來說，目前有研究認為海洋中的漂浮塑膠垃圾碎屑，和一種大藤壺（Perforatus perforates）族群分布範圍的向北擴展有關[5]。而在北太平洋環流中心處的太平洋垃圾帶，這些海洋中的塑膠碎屑是如此之多，也可能改變固著生物的種類組成。
5. 破壞海灘的旅遊價值與景觀
乾淨的沙灘是遊客尋求的最重要旅遊特徵之一。從海洋中被潮水推送上岸的塑膠垃圾碎屑，侵犯了世界各地的海灘，使得前往沙灘的經驗貶值，對旅遊業帶來嚴重的影響，包括觀光天數的虧損、休閒旅遊基礎設施損壞、造成旅遊地商業活動的損失、損害漁業活動以及破壞度假景點的旅遊形象。除此之外，在沙灘沉積物中發現的醫療廢物、塑膠尿布等等衛生垃圾，也有危害公共健康的疑慮。
6. 對於漁業經濟與人身安全的影響
海洋塑膠垃圾捲入船舶的構造之中，危害船員安全同時使船隻損壞，可能釋放出更多塑膠碎片。日本船隻因此遭受明顯損壞，估計造成日本漁船經濟一年損失 66 億日元（約 20 億台幣）；而 2005 年美國海岸防衛隊指出，漂浮和水下的塑膠物體造成 269 起划船事故，其中造成 15 人死亡，116 人受傷和 300 萬美元（約 9000 萬台幣）的財產損失。
NGO的文化防堵策略（圖片來源：oceanlifeline） 可能的解決之道？
1. 硬體結構控制：建造垃圾處理的基礎設施
為防止更多塑膠垃圾進入海洋，可在都市的集水池、排水溝以及抽水站等地方，建設可在塑膠垃圾到達河流和海洋之前就將它們攔截下來的垃圾處理裝置。在美國，這樣的設備正受到許多地方政府的依賴，水資源控制委員會也利用其調節進入市區河道的污染物。需要注意的是，設施構造可能在暴雨時破裂而導致被攔截的塑膠垃圾的釋放，在建設的強度上需要多加注意，以發揮最大功效。
2. 淨灘活動與垃圾清理
為了減少海灘上的塑膠垃圾，許多政府或民間團體經常發起淨灘活動，間接提高了大眾對於海洋塑膠碎屑問題的認識，近年來也開始注重清理出海口上游的排水溝和集水池，有助於防止塑膠碎屑到達海灘與海洋。然而，這類活動的頻率仍然不高，且淨灘活動主要著重在大型塑膠垃圾的清除，無法阻止潮水將海洋中的微小塑膠垃圾碎屑和顆粒帶到海灘上積累。有些研究[6]發現在世界各地都有微塑膠存在於海灘上或沉積物中，而其中許多海灘根本是遠離人類活動的，更說明了淨灘活動可能只能解決大型塑膠垃圾的問題，而較難處理從海上而來的塑膠碎屑。
3. 法案、法規與指令：塑膠垃圾源頭的減量與回收循環再利用
美國已有十個州開始實施「塑膠瓶法案」，針對某些特定塑膠瓶收取押金，以幫助其回收和循環再利用。徵稅或限制使用塑料購物袋的政策作為正在不斷增長，從世界各地都有新舉措的定期報告提出。一些美國公司也已經採取「零浪費」的政策，要求他們的供應商使用可收回再利用的包裝，並為他們的客戶提供回收程序，但這些公司仍只佔行業整體的非常小部分。另一方面，1994 年 12 月，歐盟發布「產品包裝和包裝廢棄物指令（Directive on Packaging and Packaging Waste）」，將廢棄物處理的直接責任、和具體包裝廢棄物減量的目標，放在歐盟市場中所有製造商、進口商和分銷商身上，鼓勵產品和包裝的設計，在「從搖籃到搖籃」的生產系統中，給予回收後仍有其他用途的廢棄物一點價值。這樣的計劃可能有助於減少最終投入海洋的塑膠垃圾，因為海洋中的微塑膠碎片無法被收集起來並完全清除，所以從源頭開始控制塑膠垃圾的產生應該會是最根本而有效的方法，但這種制度尚未普及至全世界[7]。
4. 化學降解邁向生物降解
為了要解決海鳥和其他海洋物種受到塑膠垃圾纏結的問題，已有部分塑膠製品的配方受到調整，以加快這些塑膠在環境中的解體速度。這些塑膠聚合物可在製造過程中受到一些化學性的改變，以便使其能更容易吸收太陽光的 UV-B 輻射，並且在一段相當短的時間內就分解成非常脆的材料。然而，這樣處理之後所得到的塑膠顆粒，其實不一定比未受處理的聚合物更容易被生物降解[8]，如果能夠研究出使塑膠碎屑更容易被生物降解的配方材料，將會有助於減少海洋中的塑膠垃圾碎屑。
1. 硬體結構控制：建造垃圾處理的基礎設施
為防止更多塑膠垃圾進入海洋，可在都市的集水池、排水溝以及抽水站等地方，建設可在塑膠垃圾到達河流和海洋之前就將它們攔截下來的垃圾處理裝置。在美國，這樣的設備正受到許多地方政府的依賴，水資源控制委員會也利用其調節進入市區河道的污染物。需要注意的是，設施構造可能在暴雨時破裂而導致被攔截的塑膠垃圾的釋放，在建設的強度上需要多加注意，以發揮最大功效。
2. 淨灘活動與垃圾清理
為了減少海灘上的塑膠垃圾，許多政府或民間團體經常發起淨灘活動，間接提高了大眾對於海洋塑膠碎屑問題的認識，近年來也開始注重清理出海口上游的排水溝和集水池，有助於防止塑膠碎屑到達海灘與海洋。然而，這類活動的頻率仍然不高，且淨灘活動主要著重在大型塑膠垃圾的清除，無法阻止潮水將海洋中的微小塑膠垃圾碎屑和顆粒帶到海灘上積累。有些研究[6]發現在世界各地都有微塑膠存在於海灘上或沉積物中，而其中許多海灘根本是遠離人類活動的，更說明了淨灘活動可能只能解決大型塑膠垃圾的問題，而較難處理從海上而來的塑膠碎屑。
3. 法案、法規與指令：塑膠垃圾源頭的減量與回收循環再利用
美國已有十個州開始實施「塑膠瓶法案」，針對某些特定塑膠瓶收取押金，以幫助其回收和循環再利用。徵稅或限制使用塑料購物袋的政策作為正在不斷增長，從世界各地都有新舉措的定期報告提出。一些美國公司也已經採取「零浪費」的政策，要求他們的供應商使用可收回再利用的包裝，並為他們的客戶提供回收程序，但這些公司仍只佔行業整體的非常小部分。另一方面，1994 年 12 月，歐盟發布「產品包裝和包裝廢棄物指令（Directive on Packaging and Packaging Waste）」，將廢棄物處理的直接責任、和具體包裝廢棄物減量的目標，放在歐盟市場中所有製造商、進口商和分銷商身上，鼓勵產品和包裝的設計，在「從搖籃到搖籃」的生產系統中，給予回收後仍有其他用途的廢棄物一點價值。這樣的計劃可能有助於減少最終投入海洋的塑膠垃圾，因為海洋中的微塑膠碎片無法被收集起來並完全清除，所以從源頭開始控制塑膠垃圾的產生應該會是最根本而有效的方法，但這種制度尚未普及至全世界[7]。
4. 化學降解邁向生物降解
為了要解決海鳥和其他海洋物種受到塑膠垃圾纏結的問題，已有部分塑膠製品的配方受到調整，以加快這些塑膠在環境中的解體速度。這些塑膠聚合物可在製造過程中受到一些化學性的改變，以便使其能更容易吸收太陽光的 UV-B 輻射，並且在一段相當短的時間內就分解成非常脆的材料。然而，這樣處理之後所得到的塑膠顆粒，其實不一定比未受處理的聚合物更容易被生物降解[8]，如果能夠研究出使塑膠碎屑更容易被生物降解的配方材料，將會有助於減少海洋中的塑膠垃圾碎屑。
我們的塑膠海洋（圖片來源：wardrobe-explosion）
海洋塑膠垃圾帶現象的產生，是從個別國家的地方尺度所製造的塑膠垃圾來源開始，透過區域尺度的海洋高壓環流系統，將海洋兩側相距幾千公里遠的塑膠垃圾來源，匯聚在環流中心的區域內，形成我們所知的太平洋垃圾帶以及其他可能的海洋垃圾聚集帶。而聚集後的垃圾帶，依然再受到全球與區域尺度的自然系統運作，將塑膠垃圾碎屑運送到其他地方，而這些塑膠碎屑就隨著風與流水的移動，直到碰到陸地又開始堆積，特別是許多島嶼的海岸生態最容易受到影響，於此又從全球規模的尺度，來對小尺度的渺小島嶼產生深遠影響。海洋塑膠垃圾帶現象，不只影響海洋環境，也影響海中的生物，甚至影響陸地上的一切，其嚴重程度值得我們持續關心，並探究可能的解決辦法。如果可以，相信從垃圾源頭的來源減量，是最根本的方法。而已存在於海洋中的大量塑膠垃圾碎屑，我們也有責任去想辦法清除，未來還需要很多海洋垃圾帶的相關研究努力。
註解
[1] Guzzella, L., Roscioli, C., Vigano, L., Saha, M., Sarkar, S. K., & Bhattacharya, A. (2005). Evaluation of the concentration of HCH, DDT, HCB, PCB and PAH in the sediments along the lower stretch of Hugli estuary, West Bengal, northeast India. Environment International, 31(4), 523-534.
[2] 同註7。
[3] Mrosovsky, N., Ryan, G. D., & James, M. C. (2009). Leatherback turtles: The menace of plastic. Marine Pollution Bulletin, 58(2), 287-289.
[4] Goldberg, E. D. (1997). Plasticizing the seafloor: an overview. Environmental Technology, 18(2), 195-201.
[5] Rees, E. I. S., & Southward, A. J. (2009). Plastic flotsam as an agent for dispersal of Perforatus perforatus (Cirripedia: Balanidae). Marine Biodiversity Records, 2, e25.
[6] McDermid, K. J., & McMullen, T. L. (2004). Quantitative analysis of small-plastic debris on beaches in the Hawaiian archipelago. Marine pollution bulletin, 48(7), 790-794.
[7] Rios, L. M., Jones, P. R., Moore, C., & Narayan, U. V. (2010). Quantitation of persistent organic pollutants adsorbed on plastic debris from the Northern Pacific Gyre's “eastern garbage patch”. Journal of Environmental Monitoring, 12(12), 2226-2236.
[8] Gregory, M. R., & Andrady, A. L. (2003). Plastics in the marine environment.Plastics and the Environment, 379-401.
註解
[1] Guzzella, L., Roscioli, C., Vigano, L., Saha, M., Sarkar, S. K., & Bhattacharya, A. (2005). Evaluation of the concentration of HCH, DDT, HCB, PCB and PAH in the sediments along the lower stretch of Hugli estuary, West Bengal, northeast India. Environment International, 31(4), 523-534.
[2] 同註7。
[3] Mrosovsky, N., Ryan, G. D., & James, M. C. (2009). Leatherback turtles: The menace of plastic. Marine Pollution Bulletin, 58(2), 287-289.
[4] Goldberg, E. D. (1997). Plasticizing the seafloor: an overview. Environmental Technology, 18(2), 195-201.
[5] Rees, E. I. S., & Southward, A. J. (2009). Plastic flotsam as an agent for dispersal of Perforatus perforatus (Cirripedia: Balanidae). Marine Biodiversity Records, 2, e25.
[6] McDermid, K. J., & McMullen, T. L. (2004). Quantitative analysis of small-plastic debris on beaches in the Hawaiian archipelago. Marine pollution bulletin, 48(7), 790-794.
[7] Rios, L. M., Jones, P. R., Moore, C., & Narayan, U. V. (2010). Quantitation of persistent organic pollutants adsorbed on plastic debris from the Northern Pacific Gyre's “eastern garbage patch”. Journal of Environmental Monitoring, 12(12), 2226-2236.
[8] Gregory, M. R., & Andrady, A. L. (2003). Plastics in the marine environment.Plastics and the Environment, 379-401.
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